耐张塔地面锚线绳长度确定及锚固位置分析

吕宝生

(江苏省送变电公司，南京　210028)



耐张塔地面锚线绳长度确定及锚固位置分析

吕宝生

(江苏省送变电公司，南京210028)

摘要：针对在紧线场地面锚线情况下，锚线绳过短或位置错误将改变导线线型，造成导线在锚线点层间磨损和塑性变形的问题，介绍地面锚线绳长度最小值的计算方法，分析在锚线绳长度一定时，导线上的锚固位置，通过工程实例，验证了该方法的合理性，建议在输电线路工程中推广使用。

关键词：地面锚线绳；长度；锚固位置；线型

目前，张力放线牵张段长度基本按照耐张段进行选择。展放的导线在牵、张场进行地面锚固，中间耐张塔采用平衡或半平衡挂线，牵张场的耐张塔一般选择挂后尽头。但是，当中间耐张塔因地形原因无法紧线时，则需在牵张场的耐张塔上进行紧线。在牵张场耐张塔上紧线时，地面的锚线绳会随着导线运动，锚线绳的长度会影响导线的线型，同时附加给导线集中荷载。为了不改变导线线型，保证导线结构不受损伤，需要合理选择锚线绳的长度及其在导线上锚固点的位置。通过轨迹方程分析，确定所需最短的锚线绳，同时分析在不同锚线绳长度下，在导线上的锚固位置。

1耐张塔紧线换位施工方法简述

耐张段内一侧导线已挂好，另一侧导线锚于地面，该侧需要进行紧线操作，见图1，具体施工步骤：绝缘子吊装。绝缘子串末端串接紧线滑车组，滑车组另一端连接紧线器，置于地面。导线划印。将滑车组与导线连接，启动绞磨，当导线弧垂达到设计值时，停止牵引，高空人员用划印绳标记位置。割线压接。将导线重新松至地面，比量划印绳，计算断线位置，切割导线后压接。挂线。重新将滑车组与导线连接，连接点与耐张管距离不宜过长，一般控制在2～3 m。

图1　紧线施工方法

启动机动绞磨，高空挂线。紧线顺序。对于四分裂导线，先紧①④号线，后紧②③号线。拆除工器具。挂线结束，缓慢松出滑车组牵引绳，然后拆除滑车组和锚线工具。

若在上述施工过程中，地面锚线绳偏短，就会

出现图2的现象。由于锚线绳的约束，改变了导线原抛物线轨迹，相当于在导线上作用一个集中荷载。如果再短些，引起线型改变的折角越明显，对导线结构的损伤也更严重，同时增加了导线的使用张力，严重的情况会使得导线张力超过牵引时所产生的张力。为了消除这些不安全因素，确定锚线绳长度和锚固位置尤为重要。

图2　导线线型状态

2锚线绳锚固模型及极值证明

2.1数学模型

为确定锚线绳长度，需要根据工程实体建立数学模型。以导线最低点作为原点，建立二维坐标系，如图3，A点为导线悬挂点，C点为导线上的锚固点，B点为地面锚固点。

图3　抛物线法二维坐标系

根据实际情况，各点坐标定义如下：

在该坐标线下，导线线型按抛物线计算[1]，则有

(1)

(2)

2.2定理证明

锚线绳长度方程求解极值较为复杂，需要进行变换处理。所以，需要证明如下定理。

(2)若x=x0点处f(x) 不可导，f′(x0)不存在，但仍满足f′(x)在x=x0处两侧符号相反。F(x)在x=x0的去心邻域内可导，但在x=x0处不可导。

3锚线绳相关参数计算及分析

3.1最短锚线绳计算

当u′(x)=0，u″(x)>0时，u(x)有极小值。

该一元三次方程，可以通过Excle表中单变量求解功能计算x0，从而确定u(x)最小值，进一步确定出f(x0)和C点位置(x0，y0)。这样就计算出锚线绳的最小值和在导线上的锚固位置。

3.2单变量求解[2]

单变量求解是解决假定一个公式要取的某一结果值，其中变量的引用单元格应取值为多少的问题。

在Office Excel中根据所提供的目标值，将引用单元格的值不断调整，直至达到所需要求的公式的目标值时，变量的值才确定。

用单变量求解的具体操作步骤如下：

a. 选定包含想产生特定数值的公式的目标单元格。

b. Excel 2000/2003选择“工具”菜单中的“单变量求解”命令；Excel 2007/2010选择“数据”-“假设分析”-“单变量求解”，会出现“单变量求解”对话框。此时，“目标单元格”框中含有的刚才选定的单元格。

c. 在“目标值”框中输入想要的解。

d. 在“可变单元格”框中输入变化的单位格地址。

e. 单击“确定”按钮，计算出结果。

3.3锚线位置分析

锚线绳长度不得小于上述计算的最小值，否则在紧线过程中，就会增加导线荷载。锚线绳过长，也不适用，一是会受地形(河流、鱼塘、上坡等)影响，无法锚线，二是挂线后，拆除锚线工具，需要出线的距离远。一般选在锚线绳长度比最小值长3～5 m。

对于平原丘陵地区的短耐张段，档距分别为l1，…，lk，…，ln，悬挂点高差角分别为φ1，…，φk…，φn，其中控制档为k档。

导线弧垂增大，与耐张段内导线线长变化量之间的关系式，

(3)

计算出除紧线档外，导线需要调整长度L2、紧线档所需导线长度L3以及锚固点和悬挂点之间的距离L1，这样就可以确定导线锚固点的具体位置。

4工程实例

某500 kV输电线路工程，导线采用4×JL/LB1A-630/45型式，地面锚线点位置距离铁塔中心30 m，紧线时温度为20 ℃，该温度下N26-N27和N27-N28导线弧垂分别为9.759 m和9.708 m，水平张力38.759 kN。紧线前，观测档N26-N27导线弧垂为19.580 m，上相导线挂点距离地面55.5 m，横担宽度2.2 m(由铁塔参数确定)。在该种情况下，确定锚线绳的长度和锚固点位置，具体见表1、表2。

表1导线参数

导线型号直径/mm截面面积/mm2单位质量/(kg·m-1)计算拉断力/kN最大使用张力/kN平均运行张力/kNJL/LB1A-630/4533.60666.552.06141.2655650635316

表2N24-N28杆塔明细表

桩号塔型基面高程档距/m水平转角备注N24SJT16-336.1N25SZT26C-395.6N26SZT26C-456.1N27SZT26C-395.5N28SJT16-275.2381372387386左0°16'36″后尽头N26-N27观测档右1°30'37″前尽头

4.1各点坐标值的确定

4.2锚线绳最小长度计算

将各参数代入下式中，

4.3锚线绳长度确定及锚固位置

通过2点间距离公式，可以计算出锚固点和悬挂点之间的距离L1分别为49.259 m和16.523 m。

根据线长调整公式，该耐张段内N24-N27之间导线调整长度L2为6.169 m。同时，按照线长公式，N27-N28所需导线长度L3为386.846 m。

从N27悬垂线夹中心向锚固点量取导线长度L3-L2-L1，即是锚线绳的锚固位置边界，见图4。通过实际运算，导线锚固点的范围在331.418～364.154 m。

图4　调整示意(单位：m)

5结束语

通过计算锚线绳最小长度，确定锚线绳的合理长度，对锚固位置进行分析，选择理想锚固位置，使得导线在紧线过程中，不受锚线绳集中荷载的影响，具有现实意义，施工中应认真对待锚线绳长度问题。

参考文献：

[1]李博之.高压架空输电线路架线施工(第二版)[M].2版.北京：中国电力出版社，2008.

[2]赵增敏，秦笑舒.excle 2007实用教程[M].北京：电子工业出版社，2010.

本文责任编辑：丁力

Analysis of Ground Anchor Rope and Determine Length of Anchor Position

Lv Baosheng

(Jiangsu Power Transmission and Transformation Corporation,Nanjing 210028,China)

Abstract:In a tight line ground anchor line and anchor rope too short or position errors will change wire line,causing the wire between the anchor line layer wear and plastic deformation.In order to eliminate the effect,this paper introduces a ground anchor rope length minimum value calculation method and the length of anchor rope, wire anchor position analysis.Through the engineering example,the rationality of the method is verified,and it is suggested that the application of the transmission line project.

Key words:ground anchor rope;length;anchoring position;linear

收稿日期：2015-12-26

作者简介：吕宝生(1981-)，男，工程师，主要从事输电线路施工技术与管理工作。

中图分类号：TM863

文献标志码：B

文章编号：1001-9898(2016)03-0057-03